Question

【题目】如图所示，是中国家用的电热水器原理示意图，
（1）通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态．则闭合开关S时，热水器处于状态．
（2）若热水器的加热功率为1000W，保温功率200W， ①电路中的两个电阻分别是多大？
②在热水器的蓄水桶中装水质量为2kg，把这些水由23℃加热到98℃时需吸收多少热量？（C水=4.2×103J/kg℃）

Answer 1

【答案】
（1）加热
（2）解：①当开关S断开时，R1与R2串联，闭合S时，电路为R1的简单电路，所以此时电路中的总电阻最小，

由P= 可知，电压一定时，电路中消耗的电功率最大，电热水器处于加热状态

当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电热水器处于加热状态，

由P= 可得，R1的阻值：

R1= = =48.4Ω；

当开关S闭合时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态，

由P= 可得：

R总= = =242Ω；

由于串联电路的总电阻等于各电阻之和，

所以，R2=R总﹣R1=242Ω﹣48.4Ω=193.6Ω

②当开关S断开时，R1与R2串联，闭合S时，电路为R1的简单电路，所以此时电路中的总电阻最小，

由P= 可知，电压一定时，电路中消耗的电功率最大，电热水器处于加热状态

水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（98℃﹣23℃）

=6.3×105J

答：①电路中的两个电阻分别是48.4Ω、193.6Ω；②这些水由23℃加热到98℃时需吸收6.3×105J热量

【解析】（1）根据P= 可知，当电压不变时，电阻越小，电功率越大，由电路图判断开关闭合时，热水器的状态；（2）①当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电热水器处于加热状态，根据P= 求出R1的阻值； 当开关S断开时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态，根据P= 求串联时的总阻值，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值．②根据热量公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量．